一种多核处理器芯片设计与实现关键技术研究

杜 斐，何嘉文，王宣明，蔡叶芳，田 泽

(航空工业西安航空计算技术研究所，陕西 西安 710068)

0 引 言

随着嵌入式技术的不断发展，HMPU逐渐广泛应用于高性能计算领域。异构多核处理器，即具有两个或以上处理器内核的处理器，因其计算效率高，且可针对不同应用调整结构，其应用相当广泛。在具体应用中，多核处理器的不同处理器核之间需要进行大量的、频繁的数据交换，因此，处理器核间的通信效率严重影响处理器的性能[1]。

目前通过调查研究，异构多核处理器芯片核间通信领域在国内外已经取得了一些显著研究成果。例如，Mittal等提出了一种适应于多核处理器CPU-GPU核间通信机制，通过不同的通信通道合理地迁移任务来提高核间协作以及核间通信的效率；冯强等基于ARM与DSP双核架构嵌入式数控系统，设计并实现了一种基于共享内存的核间通信机制，该通信机制优化了双核间的数据传输延迟和数据传输量[1]。冯瑞青等[2]着重研究分析了ARM+DSP片上基于共享总线的Mailbox异构多核间通信机制，实现了ARM核上Linux与DSP核上Reworks之间的多核通信组件、DSP核的动态加载程序、协同计算等功能。国常义等针对目前通用的达芬奇异构多核处理器[3]，研究了ARM核、DSP核以及视频协作处理器之间的通信与协作机制，详细阐述了核间互连结构与核间互连软件的实现[4-6]。

基于上述研究，根据信息融合处理系统的发展需求，以先进SoC为技术手段，基于国内现有IP和自主工艺平台，在单芯片上实现数据……